江苏曙光光电有限公司电能管理系统的设计与应用

    摘要:介绍江苏曙光光电有限公司电能管理系统系统,采用智能电力仪表采集配电现场的各种电参量和开关信号。系统采用现场就地组网的方式,组网后通过现场总线通讯并远传至后台,通过Acrel-3000型电能管理系统实现变电所配电回路用电的实时监控和电能管理。

    关键词:工业项目;曙光广电;变电所;智能电力仪表;Acrel-3000;电能管理系统

    0  概述 

            江苏曙光光电有限责任公司,是中国兵器工业集团公司直属骨干企业,国家计量单位,江苏省**企业,地处扬州市新城区,南临宁通高速公路,交通十公便捷。本厂建**械加工、光学冷加工、光学镀膜、表面处理、薄壁铸造、印制线路板加工、电子装配;激光加工设备的生产制造、机床数控及交流伺服系统、纺织机械电控系统等生产线。

           Acrel-3000型电能管理系统对变配电系统进行分散数据采集和集中监控管理。对配电系统的二次设备进行组网,通过计算机和通讯网络将分散的配电所的现场设备连接为一个**的整体,实现电网运行的远程监控和集中管理。

    1  系统结构描述

            本项目共126只AEM96/CFK多功能仪表、24只DTSD1352多功能仪表、3只PZ80L-AI3仪表。在配电室内放置采集装置,现场多功能仪表经RS485总线连接至对应的采集装置,现场串口服务器经网线将数据传输至监控主机上。

           本监控系统采用分层分布式结构,即设备层,通讯层与站控管理层。

           现场设备层主要为多功能网络电力仪表,这些装置分别对应相应的一次设备安装在电气柜内,这些装置均采用RS485通讯接口,通过现场MODBUS总线组网通讯,实现数据现场采集。

            网络通讯层主要为:工业串口服务器,其主要功能为把分散在现场采集装置集中采集,同时远传至站控层,完成现场层和站控层之间的数据交互。

           站控管理层:设有高性能工业计算机、显示器、UPS电源、打印机等设备。监控系统安装在计算机上,集中采集显示现场设备运行状况,以人机交互的形式显示给用户。

    2  电能管理系统主要功能

    2.1  数据采集与处理

            数据采集是配电监控的基础,数据采集主要由底层多功能网络仪表采集完成,实现远程数据的本地实时显示。需要完成采集的信号包括:三相电压U、三相电流I、频率Hz、功率P、功率因数COSφ、电度EpI、远程设备运行状态等数据。

            数据处理主要是把按要求采集到的电参量实时准确的显示给用户,达到配电监控的自动化化和智能化要求,同时把采集到的数据存入数据库供用户查询。

    2.2  人机交互

           系统提供简单、易用、良好的用户使用界面。采用全中文界面,图形显示低压配电系统电气一次主接线图,显示配电系统设备状态及相应实时运行参数,画面定时轮巡切换;画面实时动态刷新;模拟量显示;开关量显示;连续记录显示等。

    2.3  历史事件

            历史事件查看界面主要为用户查看曾经发生过的故障记录、信号记录、操作记录、越限记录提供方便友好的人机交互,通过历史事件查看平台,您可以根据自己的要求和查询条件方便定位您所要查看的历史事件,为您把握整个系统的运行情况提供了良好的软件支持。

    2.4  数据库建立与查询

           主要完成遥测量和遥信量定时采集,并且建立数据库,定期生成报表,以供用户查询打印。

    2.5  用户权限管理

            针对不同级别的用户,设置不同的权限组,防止因人为误操作给生产,生活带来的损失,实现配电系统的安全,可靠运行。可以通过用户管理进行用户登录、用户注销、修改密码、添加删除等操作,方便用户对账号和权限的修改。

    2.6  报表查询

            报表管理程序的主要功能是根据用户的需要设计报表样式,把系统中处理的数据经过筛选、组合和统计生成用户需要的报表数据。本程序还可以根据用户的需要对报表文件采用定时保存、打印或者召唤保存、打印模式。同时本程序还向用户提供了对生成的报表文件管理功能。

            报表具有自由设置查询时间实现日、月、年的电能统计,数据导出和报表打印等功能。

    3  案例分析

            进线回路采用DTSD1352多功能电力仪表,其是针对电力系统、工矿企业、公共设施、智能大厦的电能管理需求而设计的网络电力仪表,它能测量所有常规电力参数,如:三相电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、频率、有功电度、无功电度等。

           低压配电一次图见图(1),功能有电量遥测主要监测运行设备的电参量,其中包括:线三相电压,电流,功率,功率因数,电能,频率等电参量及配出回路的三相电流;遥信功能实现显示现场设备的运行状态,主要包括:开关的分、合闸运行状态和通讯故障报警;断路器变位时会发出报警信号,提醒用户及时处理故障。

     

                                                             图(1)低压配电一次图

             参数抄表功能,主要对低压各出线回路的电参数进线查询。支持任意时刻电参数查询,具备数据导出和报表打印等功能。该报表查询电参数主要包括:三相电流、有功功率和有功电度及变压器温度。该报表各回路名称和数据库关联,方便用户修改回路名称。见图(2)。

     

    图(2) 参数抄表

              用电量报表功能,可选择时间段进行查询,支持任意时间段电度累计查询,具备数据导出和报表打印等功能。为值班人员提供了精确可靠的电能报表。该报表各回路名称和数据库关联,方便用户修改回路名称。如下图所示,显示健身中心某段时间内的各配电回路的精确用电量,用户可以直接打印报表,可以以EXCEL格式另存到其他位置。 见图(3)。

     

    负荷趋势曲线界面中可直观的查看回路的负荷运行情况。查看实时和历史趋势曲线,点击画面相应按钮或菜单项可以完成相应功能的切换;帮助用户进线趋势分析和故障追忆,具备曲线打印功能。为分析整个系统的运行状况提供了直观而方便的软件支持。见图(5)。

     

    图(5)趋势曲线图

    4  结束语

            供配电产业的发展及可靠性对国民经济的发展起着举足轻重的作用,全国各地工程项目、标志性建筑、大型公共设施等用户的急剧增加,对供配电系统的可靠性、安全性、实时性、易用性、兼容性及缩小故障影响范围提出了高的要求。电能管理系统以计算机、通讯设备、测控单元为基本工具,为变配电系统的实时数据采集、开关状态检测及远程控制提供了基础平台,它可以和检测、控制设备构成任意复杂的监控系统,在变配电监控中发挥了核心作用,可以帮助企业降低运作成本,提高生产效率,加快变配电过程中异常的反应速度。

    参考文献:

    [1].任致程 周中. 电力电测数字仪表原理与应用指南[M]. 北京. 中国电力出版社. 2007. 4

    [2].周中等编着. 智能电网用户端电能管理与电能管理系统产品选型及解决方案[M]. 北京. 机械工业出版社. 2011.10


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